【文/觀察者網(wǎng)專欄作者 心智觀察所】
不久前，國(guó)家商務(wù)部、海關(guān)總署聯(lián)合發(fā)布公告，決定對(duì)部分中重稀土相關(guān)物項(xiàng)實(shí)施出口管制，包括釤、釓、鋱、鏑、镥、鈧、釔的合金、化合物、氧化物等相關(guān)物項(xiàng)出口，必須根據(jù)相關(guān)法規(guī)向商務(wù)部申請(qǐng)?jiān)S可證。
消息一出，相關(guān)物項(xiàng)的國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格應(yīng)聲暴漲，專業(yè)人士甚至預(yù)期后續(xù)將會(huì)有500%乃至更大幅度的漲價(jià)。
正如心智觀察所第一時(shí)間進(jìn)行的分析，此舉將會(huì)對(duì)全球供應(yīng)鏈產(chǎn)生戰(zhàn)略性影響，尤其是對(duì)高度依賴這7種稀土材料的高性能磁體、光電材料及其下游國(guó)防軍工、醫(yī)療設(shè)備等關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域。
許多人或許還沒(méi)有意識(shí)到的是，此次出招，對(duì)光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)的角逐也將帶來(lái)巨大影響。
眾所周知，EUV光刻機(jī)已然成為美國(guó)對(duì)華科技遏制的最關(guān)鍵抓手，一談起EUV，就會(huì)有各種奇奇怪怪的失敗主義論調(diào)橫行于國(guó)內(nèi)輿論場(chǎng)，以各種看似扎實(shí)的數(shù)據(jù)言之鑿鑿論證中國(guó)無(wú)望追趕。
然而且不說(shuō)新型舉國(guó)體制正在EUV技術(shù)攻堅(jiān)中凝聚起的力量，單從對(duì)手的需求看，在美國(guó)管轄長(zhǎng)臂試圖“鎖死”中國(guó)光刻機(jī)發(fā)展上限的同時(shí)，美西方自身想要將光刻技術(shù)繼續(xù)向前推進(jìn)，同樣極大受制于中國(guó)稀土材料供給。
根據(jù)目前ASML發(fā)布的產(chǎn)品路線圖，其現(xiàn)有EUV產(chǎn)品體系沿著數(shù)值孔徑和工藝因子優(yōu)化的路徑，預(yù)計(jì)可迭代到2030年代初期的0.75NA HXE系列，此時(shí)就將到達(dá)現(xiàn)有技術(shù)體系的分辨率極限，2035年后，超越現(xiàn)有架構(gòu)的“BEUV”（Beyond EUV）光刻機(jī)將取代其王者地位。
目前，海外已經(jīng)相繼鋪開(kāi)了BEUV關(guān)鍵技術(shù)研究，如去年底美國(guó)勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）就公開(kāi)了可作為光刻機(jī)驅(qū)動(dòng)激光的大孔徑銩(BAT)激光器，并將牽頭組建極端光刻與材料創(chuàng)新中心（ELMIC）。
ELMIC是一項(xiàng)為期四年、耗資1200萬(wàn)美元的研究項(xiàng)目，將測(cè)試BAT激光器能否將EUV光源效率提高約10倍，有望催生下一代BEUV光刻系統(tǒng)，該項(xiàng)目成員還包括ASML首席EUV光源專家Michael Purvis。
對(duì)于BEUV，目前還有多條光源技術(shù)路線正在被研究，包括中國(guó)已走在全球前沿的自由電子激光（FEL）、穩(wěn)態(tài)微聚束（SSMB）加速器等，不過(guò)最新版IRDS光刻路線圖中也坦言，替代方案的最大挑戰(zhàn)是缺乏產(chǎn)業(yè)生態(tài)，因此“向公用事業(yè)規(guī)模光源架構(gòu)的必要范式轉(zhuǎn)變具有足夠的顛覆性，需要就其開(kāi)發(fā)和相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)/基礎(chǔ)設(shè)施變革達(dá)成廣泛共識(shí)”。
基于這一背景，業(yè)界對(duì)于開(kāi)發(fā)短波長(zhǎng)（6.X納米）的激光等離子體光源給予了高度重視，有很大概率成為優(yōu)選技術(shù)路線，原因不僅是其技術(shù)原理與當(dāng)前EUV光刻機(jī)有較高繼承性，且多層鏡組成的反射式光學(xué)系統(tǒng)在6.X納米波長(zhǎng)下理論反射率可高達(dá)70%。
不過(guò)如果真要下定決心開(kāi)發(fā)6.X納米光源，其驅(qū)動(dòng)激光、靶材、收集鏡這三大關(guān)鍵技術(shù)都需要依賴我國(guó)所事實(shí)壟斷的稀土材料。
就拿上文提到的BAT激光器為例，其正是以摻銩氟化釔鋰(Tm:YLF)晶體作為增益介質(zhì)，具有高激光損傷閾值、大發(fā)射截面和寬調(diào)諧范圍等獨(dú)特性能。此外，相較于現(xiàn)有的二氧化碳激光器，摻釔鋰氟化物(YLF)和摻釔鋁石榴石(YAG)等激光晶體工作波長(zhǎng)還更有利于拉升光源轉(zhuǎn)換效率。
從靶材上看，鋱和釓取代錫靶，也是目前BEUV研究的熱點(diǎn)。
根據(jù)今年2月份發(fā)表于《光學(xué)快報(bào)》（Optics Express）的上光所、長(zhǎng)光所、長(zhǎng)春理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研究成果，在現(xiàn)有的平面靶雙激光脈沖方案基礎(chǔ)上，研究人員通過(guò)腔體結(jié)構(gòu)調(diào)控預(yù)形成等離子體的膨脹，進(jìn)一步優(yōu)化了釓基BEUV光源(Gd-LPP)的光譜性能。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，腔體約束靶保留了傳統(tǒng)平面靶雙脈沖方案的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)提高了光譜純度，最高光譜純度可達(dá)4.35%。
至于收集鏡和BEUV光學(xué)系統(tǒng)反射鏡，同樣需要從傳統(tǒng)鉬/硅多層鏡升級(jí)到基于鑭系稀土元素的La/B4C多層鏡。
從這樣的極簡(jiǎn)梳理不難看出，有效控制相關(guān)稀土資源外流，將會(huì)對(duì)我國(guó)光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)在BEUV階段的后來(lái)居上奠定良好基礎(chǔ)。
這就像是一場(chǎng)馬拉松比賽，盡管對(duì)手看似“遙遙領(lǐng)先”，但最后10公里的賽道，我們卻控制著前導(dǎo)車的速度和方向。
當(dāng)然，要讓稀土管制這張王牌真正發(fā)揮效力，絕不是一紙公告就能完成，政策落地需要破解的挑戰(zhàn)同樣不少。
首先是行業(yè)自律問(wèn)題。由于國(guó)內(nèi)稀土產(chǎn)量往往大幅超出國(guó)內(nèi)需求量，各類稀土元素每年產(chǎn)量中絕大部分，最終以原料或產(chǎn)品的形式輸出海外市場(chǎng)，因此當(dāng)出口管制生效后，不少稀土企業(yè)經(jīng)營(yíng)者盡管對(duì)于國(guó)家戰(zhàn)略考量心知肚明，但仍然難免遭遇“人性的考驗(yàn)”。面對(duì)國(guó)際市場(chǎng)的巨大牟利空間，走私?jīng)_動(dòng)恐怕難以遏制，鎵、鍺、銻出口管制后曝出的一些案件已是明證。
其次是監(jiān)管難度大。稀土元素可以通過(guò)多種形式出口，除了直接出口原材料外，還可以通過(guò)出口半成品或成品間接流出。這就像是想堵住一個(gè)篩子里的水，總有漏洞可鉆。管制措施如何做到既不過(guò)度限制正常貿(mào)易，又能有效防止戰(zhàn)略資源外流，需要監(jiān)管部門(mén)下足“繡花功夫”。
再者是國(guó)際壓力。西方國(guó)家對(duì)此次管制措施必然強(qiáng)烈反應(yīng)，甚至可能以“違反WTO規(guī)則”為由提起訴訟，或采取額外報(bào)復(fù)措施。這種情況下，如何不被外部壓力所動(dòng)搖，需要智慧與定力。
最后，則是產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同。單純依靠資源管制并不能從根本上解決技術(shù)追趕問(wèn)題，必須同步推進(jìn)下游應(yīng)用研發(fā)，尤其是BEUV光刻核心技術(shù)攻關(guān)。否則，即使握有稀土資源的天然優(yōu)勢(shì)，也難以轉(zhuǎn)化為真正的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
這不是一場(chǎng)短跑，而是一場(chǎng)持久戰(zhàn)，只有將稀土資源優(yōu)勢(shì)與技術(shù)創(chuàng)新緊密結(jié)合，才能在未來(lái)的極限技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中摘取勝利果實(shí)。
本文系觀察者網(wǎng)獨(dú)家稿件，文章內(nèi)容純屬作者個(gè)人觀點(diǎn)，不代表平臺(tái)觀點(diǎn)，未經(jīng)授權(quán)，不得轉(zhuǎn)載，否則將追究法律責(zé)任。關(guān)注觀察者網(wǎng)微信guanchacn，每日閱讀趣味文章。
熱門(mén)跟貼